CEST- МРТ с усилением глюкозы для метастатических опухолей головного мозга

Цель: количественно сравнить МРТ с усилением глюкозы с текущим стандартным МРТ с усилением GBCA у участников с метастатическими опухолями головного мозга до прохождения лучевой терапии от Агентства по борьбе с раком Британской Колумбии в Ванкуверском онкологическом центре.

Гипотезы: 1) МРТ с усилением глюкозы выявит злокачественные метастатические опухоли головного мозга с сопоставимым контрастом с шумом по сравнению с GBCA и 2) усиление глюкозы в опухолях головного мозга предоставит уникальную и дополнительную информацию по сравнению с МРТ с усилением GBCA.

Обоснование: Существующий стандартный контрастный агент МРТ для метастатических опухолей головного мозга, GBCA, ограничен низкой специфичностью, поскольку GBCA накапливается в областях с нарушенным гематоэнцефалическим барьером из-за рака, а также радиационного некроза и псевдопрогрессирования после лучевой терапии. Онкологам-радиологам важно надежно идентифицировать рецидив рака, некроз и воспаление после лечения; и GBCA не позволяет этого. Таким образом, существует клиническая потребность в методе МРТ, который предлагает улучшенную специфичность для характеристики метастатических опухолей головного мозга до и после терапии. МРТ с усилением глюкозы представляет собой новый метод, который может предложить повышенную специфичность для обнаружения метастатических опухолей головного мозга.

Обоснование количества включенных участников: ожидается, что величина усиления сигнала будет различаться между участниками, потому что 1) метастатические опухоли головного мозга демонстрируют различные модели усиления, включая кольцевые, солидные и узловатые, и 2) метастатические опухоли головного мозга будут различаться по размеру. Таким образом, 20 участников считаются достаточными для достаточно точной оценки ожидаемого среднего контраста опухоли, а также ожидаемой дисперсии контраста опухоли для будущих клинических испытаний. Еще один здоровый участник будет включен в исследование для проведения «пробного запуска» сложного протокола МРТ и инфузии.

Цели:

1. Сравните карты площади под кривой (AUC), рассчитанные с использованием глюкозы и GBCA в опухоли и контралатеральных областях мозга за разные промежутки времени.
2. Сравните МРТ с усилением контраста после инъекции, демонстрирующие максимальный контраст опухоли для отдельных изображений, чтобы сравнить «мгновенный» контраст как с МРТ с усилением глюкозы, так и с усилением GBCA.

Дизайн исследования и статистический анализ:

Набор участников: набор начнется с того, что сотрудничающие онкологи-радиологи спросят подходящих пациентов, заинтересованы ли они в участии в исследовании МРТ. Исследование будет описано, и если пациенты все еще заинтересованы, будет получено согласие и заполнены формы скрининга. Участникам будут назначены обычные анализы крови для скрининга на соответствие требованиям (статус глюкозы в крови и функция почек). Участникам также будет назначено посещение МРТ в исследовательском центре UBC MRI.

Участникам будет предложено поститься в ночь перед сканированием МРТ. Им будет предложено: «Съесть нормальный ужин, а затем не есть и пить только воду с полуночи до окончания МРТ, которое будет назначено на утро, чтобы свести к минимуму продолжительность голодания».

Детали МРТ-исследования: должно быть выполнено в исследовательском центре МРТ UBC с использованием МРТ 3T Philips Achieva.

Подготовка внутривенного катетера: пациенты прибудут, и квалифицированная медсестра или врач поставит внутривенный катетер в одну руку. Уровень глюкозы натощак будет измеряться глюкометром с использованием образца крови объемом 1-2 мл. Только участники с нормальным уровнем глюкозы в крови натощак (70-125 мг/дл) будут продолжать исследование. Первый внутривенный катетер будет использоваться для контроля уровня глюкозы в крови каждые 10 минут после болюсной инъекции, пока он не вернется к норме. Второй внутривенный катетер помещают на противоположную руку для инфузии глюкозы и инфузии GBCA (гадобутрол).

Протокол инфузии глюкозы: это произойдет, когда участник лежит на МРТ. Протокол имитирует внутривенный тест на толерантность к глюкозе. Болюсная инъекция 25 г 50% раствора декстрозы госпитального класса в течение 1 минуты используется для повышения концентрации глюкозы в крови примерно в 3-4 раза по сравнению с нормальным уровнем. Согласно предыдущим исследованиям, уровень глюкозы в крови должен вернуться к нормальному уровню в течение 30–60 минут.

Протокол инфузии GBCA: это также произойдет, когда участник лежит на МРТ и примерно через 20 минут после инфузии глюкозы. Стандартная внутривенная болюсная инъекция 0,1 мМ/кг гадобутрола (Гадовист) со скоростью инъекции 5 мл/сек.

Хронология МРТ: Метастатические опухоли будут первоначально обнаружены с помощью стандартной 3D Т2-взвешенной МРТ. Затем для оставшейся части исследования будет выбран интересующий срез, содержащий максимальное покрытие опухолью. У участников с множественными метастазами основное внимание будет уделяться самому большому необработанному поражению, и, если это возможно, будут включены множественные поражения.

МРТ будет включать в себя: 1) Скауты и шимминг магнитного поля; 2) 3D Т2-взвешенная МРТ; 3) Карты магнитного поля (B0 и B1); 4) Z-спектр до инъекции глюкозы; 5) Начать серийную МРТ с усилением глюкозы; [инфузия глюкозы через 3 минуты]; 6) Z-спектр после инъекции глюкозы через 10 минут; 7) Начать серийную Т1-взвешенную МРТ с усилением гадобутролом; [вливание гадобутрола через 3 минуты]; 8) Продолжайте МРТ с усилением Gd до 10 минут после инъекции.

Анализ данных МРТ будет выполняться с использованием хорошо задокументированных стандартных методов с использованием специально разработанного программного обеспечения Matlab.

Статистика: статистика среднего значения и стандартного отклонения будет рассчитана как для данных, усиленных глюкозой, так и для данных, усиленных гадобутролом. Контрастность опухоли по отношению к шуму будет рассчитываться с использованием кривых AUC, а также отдельных изображений МРТ. Эти показатели помогут количественно оценить чувствительность МРТ с усилением глюкозы к обнаружению опухоли по сравнению с МРТ с усилением GBCA. Исследователи ожидают, что оба метода обеспечат аналогичный контраст с шумом в метастатических опухолях, основываясь на ранее опубликованных результатах у людей с опухолями глиомы.